Escopo do trabalho de reparo da caldeira TGM 84. Influência da carga de vapor no fluxo de calor da tocha no forno da caldeira

Temperatura dos gases de combustão: ao operar com óleo combustível 141 com gás 130 Eficiência com óleo combustível 912 com gás 9140. Na parede traseira existem ranhuras para introdução de gases de combustão recirculados.3 Coeficientes de excesso de ar no caminho do gás da caldeira Coeficientes de excesso ar na saída do forno sem levar em conta a recirculação: . Coeficientes de excesso de ar: na saída do forno após o superaquecedor de tela após KPP1 após KPP2 após Ek1 após Ek2 nos gases de combustão; Seleção das temperaturas de projeto Temperatura recomendada dos gases de combustão para óleo combustível...

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1. Cálculo térmico da caldeira TGM-94

1.1 Descrição da caldeira

Gerador de vapor TGM-94 para unidade de 150 MW com capacidade de 140 kg/seg, pressão 14 Mn/, superaquecimento, reaquecimento, temperatura do ar quente. Combustível estimado: gás natural e óleo combustível. Temperatura dos gases de combustão: ao operar com óleo combustível 141, com gás 130, eficiência com óleo 91,2, com gás 91,40%.

O gerador de vapor foi projetado para áreas com temperaturas ambiente mínimas - e possui um layout aberto em forma de U. Todos os elementos da unidade são drenáveis. A moldura revelou-se bastante complexa e pesada devido à presença de abrigos locais, bem como tendo em conta a carga do vento e a sismicidade de 8 pontos. Os abrigos locais (caixas) são feitos de materiais leves, como compensado de amianto. As tubulações expostas são cobertas por um invólucro de alumínio.

O equipamento da unidade está disposto de forma que o aquecedor de ar fique localizado na frente do gerador de vapor e a turbina na parte traseira. Neste caso, os dutos de gás são um pouco alongados, mas os dutos de ar estão convenientemente dispostos, as linhas de vapor também são encurtadas, especialmente quando os coletores de saída do superaquecedor são colocados atrás do gerador de vapor. Todos os elementos da unidade são projetados para produção em fábrica de blocos, com peso máximo do bloco de 35 toneladas, exceto o tambor, que pesa 100 toneladas.

A parede frontal do forno é blindada com painéis alternados de evaporação e superaquecimento, na parede são colocados sete painéis superaquecedores com tubos curvos que contornam os queimadores, e entre eles há painéis de evaporação feitos de tubos retos.

As curvas que contornam os queimadores permitem compensar a diferença de alongamentos térmicos e soldar entre si as câmaras inferiores de todos os painéis frontais, localizados coaxialmente. O teto horizontal da fornalha é protegido por tubos de superaquecimento. Os painéis intermediários das telas laterais estão incluídos na segunda etapa de evaporação. Os compartimentos de sal estão localizados nas extremidades do tambor e têm produtividade total de 12%.

Na parede posterior existem ranhuras para a introdução dos gases de combustão recirculados.

Na parede frontal existem 28 queimadores a gás e óleo instalados em 4 níveis. As três fileiras superiores operam com óleo combustível e as três inferiores com gás. Para reduzir o excesso de ar na fornalha, é fornecido um suprimento de ar individual para cada queimador. Volume da fornalha 2070; a densidade volumétrica de liberação de calor da câmara de combustão depende do tipo de combustível: para gás Q/V =220, para óleo combustível 260 kW/, densidade de fluxo de calor da seção transversal do forno para gás Q/F =4,5, para óleo combustível 5,3 MW/. O revestimento do móvel é em painel apoiado na moldura. O forro da lareira está dentro do tubo e se move junto com a tela; O forro do teto é feito de painéis apoiados nas tubulações do superaquecedor de teto. A costura entre o revestimento móvel e fixo da fornalha é feita em forma de selo d'água.

Esquema de circulação

A água de alimentação da caldeira, após passar pelo condensador e economizador, entra no tambor. Cerca de 50% da água de alimentação é fornecida ao dispositivo de lavagem borbulhante, o restante é direcionado através do dispositivo de lavagem para a parte inferior do tambor. Do tambor entra nos tubos de tela do compartimento limpo e depois, na forma de uma mistura vapor-água, entra no tambor nos ciclones intra-tambor, onde ocorre a separação primária da água do vapor.

Parte da água da caldeira do tambor entra nos ciclones remotos, que são água de purga do estágio 1 e água de alimentação do estágio 2.

O vapor do compartimento limpo entra no dispositivo de lavagem borbulhante, e o vapor dos compartimentos de sal dos ciclones remotos é fornecido aqui.

O vapor, passando por uma camada de água de alimentação, é eliminado da maior parte dos sais nele contidos.

Após o dispositivo de lavagem, o vapor saturado passa por um separador de placas e uma folha perfurada, livre de umidade, e é direcionado através de tubos de transferência de vapor para o superaquecedor e depois para a turbina. Parte do vapor saturado é descarregada nos condensadores para produzir seu próprio condensado, para injeção no dessuperaquecedor.

A purga contínua é realizada a partir de ciclones remotos no compartimento de sal do 2º estágio de evaporação.

A unidade de condensação (2 peças) está localizada nas paredes laterais da câmara de combustão e é composta por dois condensadores, um coletor e tubos para fornecimento de vapor e remoção de condensado.

Os superaquecedores estão localizados ao longo do fluxo de vapor.

Radiação (montagem na parede) protegendo a parede frontal da fornalha.

Teto de blindagem do teto da caldeira.

Tela localizada na chaminé que conecta a fornalha ao eixo convectivo.

Convectivo colocado em um eixo convectivo.

1.2 Dados iniciais

• produção nominal de vapor t/h;
• pressão de trabalho atrás da válvula principal de vapor MPa;
• pressão operacional no tambor MPa;
• temperatura do vapor superaquecido;
• temperatura da água de alimentação;
• óleo combustível;
• valor calorífico líquido;
• teor de umidade 1,5%
• teor de enxofre 2%;
• teor de impurezas mecânicas 0,8%:

Volumes de ar e produtos de combustão, /:

• composição elementar média (% por volume):

1.3 Coeficientes de excesso de ar no caminho do gás da caldeira

Coeficientes de excesso de ar na saída do forno sem levar em conta a recirculação: .

Não há sucções de ar frio calculadas nos fornos e chaminés das caldeiras a vapor.

Coeficientes de excesso de ar:

Na saída do forno

Depois do superaquecedor de tela

Após o ponto de verificação1

Após o ponto de verificação2

Depois de Ek1

Depois de Ek2

Nos gases de combustão;

Seleção de temperaturas de projeto

130÷140=140.

Temperatura do ar na entrada do aquecedor de ar

para aquecedor de ar regenerativo:

0,5(+)5;

Temperatura de aquecimento do ar 250-300=300.

Diferença mínima de temperatura atrás do economizador: .

Diferença mínima de temperatura na frente do aquecedor de ar: .

Aquecimento máximo do ar em um estágio VP: .

Proporção de equivalentes de água: , conforme figura.

Excesso médio de ar nos estágios VP:

300;

140;

Vamos calcular o volume de gás levado para recirculação, combustível

Proporção de recirculação de ar quente para a entrada do aquecedor de ar;

1,35/10,45=0,129.

Excesso médio de ar no estágio do aquecedor de ar:

1,02-0+0,5∙0+0,129=1,149.

Razão equivalente de água:

1.4 Cálculo de volumes de ar e produtos de combustão

Na queima de óleo combustível, os volumes teóricos de ar e produtos de combustão são calculados com base na composição percentual da massa de trabalho:

volume de ar teórico:

Volumes teóricos de ar:

Os volumes reais de produtos de combustão com excesso de ar nas chaminés são determinados pela fórmula:

Os resultados são mostrados na Tabela 1.1.

Volume de vapor de água:

Volume total de gases:

Fração volumétrica de gases triatômicos:

Fração volumétrica de vapor de água:

Proporção de gases triatômicos e vapor d'água:

1.5 Entalpia do ar e produtos de combustão

A entalpia dos volumes teóricos de ar e produtos de combustão, na temperatura de projeto, é determinada pelas fórmulas:

Entalpia de produtos de combustão com excesso de ar

Os resultados do cálculo são mostrados na Tabela 1.2.

Tabela 1.2

Entalpia de produtos de combustão

No

1.6 Probabilidades ação útil e perda de calor

A eficiência da caldeira a vapor projetada é determinada a partir do equilíbrio reverso:

A perda de calor com gases de exaustão depende da temperatura selecionada dos gases que saem da caldeira a vapor e do excesso de ar e é determinada pela fórmula:

Encontramos a entalpia dos gases de exaustão em:

Entalpia do ar frio à temperatura de projeto:

Calor disponível do combustível queimadokJ/kg, em geral, é determinado pela fórmula:

Perda de calor devido à subqueima química do combustível=0,1%.

Então: .

Perda de calor devido à subqueima mecânica do combustível

Perda de calor do resfriamento externo através das superfícies externas da caldeira %, são pequenos e com o aumento da produtividade nominal da caldeira kg/s, ela diminui: com

Nós temos:

1.7 Balanço térmico e consumo de combustível

O consumo de combustível B, kg/s, fornecido à câmara de combustão de uma caldeira a vapor pode ser determinado a partir da seguinte balança:

Consumo de água de purga de uma caldeira a vapor de tambor, kg/s:

Onde =2% - purga contínua da caldeira.

- entalpia do vapor superaquecido;

- entalpia da água fervente no tambor;

- entalpia da água de alimentação;

1.8 Cálculo de verificação da transferência de calor no forno

Dimensões da câmara de combustão:

2070 .

Estresse térmico do volume de combustão

Tela de luz dupla, 6 queimadores a óleo-gás em dois níveis ao longo da parte frontal da caldeira.

Características térmicas da câmara de combustão

Liberação líquida de calor na câmara de combustão (por 1 kg ou 1 combustível):

O calor do ar consiste no calor do ar quente e em uma pequena fração do calor da sucção do ar frio externo:

Em fornos estanques a gás operando sob pressurização, a sucção de ar para dentro do forno é excluída=0. =0.

Temperatura adiabática (calorimétrica) dos produtos de combustão:

Onde

Vamos usar a tabela para encontrar a entalpia dos gases

Capacidade térmica média dos gases:

Ao calcular o forno da caldeira, a temperaturapode ser determinado diretamente usando os dados da Tabela 2.3 com base no valor conhecido

por interpolação na zona temperaturas altas gases em um valor, e tomando

Então,

Temperatura dos gases na saída do forno para D<500 т/ч

Na Tabela 2.2 encontramos a entalpia dos gases na saída do forno:

Absorção de calor específica do forno, kJ/kg:

Onde - coeficiente de conservação de calor, levando em consideração a fração do calor do gás absorvido pela superfície de aquecimento:

Temperatura do gás na saída do forno:

onde M=0,52-0,50 é um coeficiente que leva em consideração a posição relativa do núcleo da tocha ao longo da altura da câmara de combustão;

Quando os queimadores estão dispostos em duas ou três filas de altura, a altura média é considerada a média se a produção de calor dos queimadores em todas as filas for a mesma, ou seja, Onde=0,05 em D >110 kg/s, M=0,52-0,50∙0,344 = 0,364.

Coeficiente de eficiência térmica da tela:

O coeficiente angular da tela é determinado:

1.1 passo relativo dos tubos de tela de parede.

Coeficiente condicional de contaminação superficial:

Grau de emissividade: ao queimar combustível líquido, o coeficiente de radiação térmica da tocha é igual a:

Coeficiente de emissividade térmica da parte não luminosa da tocha:

Onde p=0,1 MPa, a

A temperatura absoluta dos gases que saem do forno.

Fração volumétrica de gases triatômicos.

A espessura efetiva da camada emitida na câmara de combustão, onde o volume de projeto da câmara de combustão é igual a:, e a superfície da fornalha com tela de luz dupla:

Onde

Então

Nós temos

Como primeira aproximação, assumimos igual a

Tensão térmica média da superfície de aquecimento das telas de combustão:

Onde - superfície de radiação total da fornalha.

1.9 Cálculo da superfície de aquecimento da caldeira

Resistência hidráulica do vapor superaquecido:

Neste caso, a pressão no tambor:

Pressão da água de alimentação no superaquecedor montado na parede:

Perda de pressão na tela:

Perda de pressão na caixa de velocidades:

1.9.1 Cálculo de um superaquecedor montado na parede

Pressão da água de alimentação

Temperatura da água de alimentação,

Entalpia da água de alimentação.

Percepção térmica de telas de parede de radiação: onde está a tensão térmica média da superfície calculada da tela. Para uma tela de parede significa

Ângulo da tela:

Significa

Calculamos os parâmetros de saída da água de alimentação:

Em p=15,4 MPa.

1.9.2 Cálculo do superaquecedor de teto radiante

Parâmetros de entrada de água:

Percepção térmica do teto de radiação PP:

Percepção de calor acima da fornalha: onde está a superfície de aquecimento receptora de radiação das telas do teto da fornalha:

Absorção de calor pela chaminé horizontal:

Onde está a carga térmica específica média em uma chaminé horizontal, a área da chaminé Então,

Calculamos a entalpia do vapor: ou

Então a entalpia na saída do forno é:

Injeção 1:

1.10 Cálculo da percepção de calor de telas e outras superfícies na área das telas

1.10.1 Cálculo do superaquecedor de tela 1

Parâmetros de entrada de água:

Parâmetros de saída de água:

Injeção 2:

1.10.2 Cálculo do superaquecedor de tela 2

Parâmetros de entrada de água:

Parâmetros de saída de água:

Percepção térmica de telas:

Calor recebido do forno pelo plano da janela de entrada da chaminé:

Onde

O calor irradiado da fornalha e das telas para a superfície atrás das telas:

Onde está o fator de correção

Coeficiente angular da seção de entrada até a saída das telas:

temperatura média gases em telas:

Calor dos gases de limpeza:

Percepção térmica determinada das telas:

Equação de transferência de calor para uma tela: onde está a superfície de aquecimento da tela:

Média

onde está a pressão de temperatura do fluxo direto:

Queda de temperatura de contrafluxo:

Coeficiente de transferência de calor:

Coeficiente de transferência de calor de gases na parede:

Velocidade do gás:

Coeficiente de transferência de calor por convecção de gás para a superfície:

Onde correção para o número de tubos ao longo do fluxo de gás.

E uma correção no layout das vigas.

1 coeficiente que leva em consideração a influência e mudança nos parâmetros físicos do fluxo.

Coeficiente de transferência de calor da radiação dos produtos de combustão:

Proporção de uso:,

Onde

Então

A equação de transferência de calor para a tela ficará assim:

Valor recebido compare com:

1.10.3 Cálculo de tubos suspensos na área das telas

Calor recebido pela superfície do feixe tubular vindo do forno:

Onde está a superfície receptora de calor:

Troca de calor em tubulações:

Velocidade do gás:

Onde

Coeficiente de transferência de calor por convecção dos gases para a superfície:

Significa

Então

Calor percebido pelo ambiente aquecido devido ao resfriamento dos gases de lavagem (balanço):

A partir desta equação encontramos a entalpia na saída da superfície dos tubos:

Onde - calor recebido pela superfície por radiação da fornalha;

Entalpia na entrada das tubulações à temperatura

Pela entalpia determinamos a temperatura do meio de trabalho na saída dos tubos suspensos

Temperatura média do vapor em tubulações aéreas:

Temperatura da parede

Coeficiente de transferência de calor por radiação de produtos de combustão com fluxo de gás livre de poeira:

Fator de utilização: onde

Então:

A absorção de calor de tubos suspensos é encontrada usando a equação de transferência de calor:

O valor resultante é comparado com

Que. temperatura do fluido de trabalho na saída dos tubos suspensos

1.10.4 Cálculo do superaquecedor de tela 1

Gases de entrada:

na saída:

Calor recebido por radiação da fornalha:

Emissividade do ambiente gasoso: onde

Então:

Calor recebido por radiação da fornalha:

Calor dos gases de limpeza:

Pressão de temperatura do fluxo direto:

Diferença média de temperatura:

Coeficiente de transferência de calor:

onde o coeficiente de transferência de calor dos gases para a parede:

Velocidade do gás:

Nós temos:

Coeficiente de transferência de calor por convecção da superfície para o meio aquecido:

Então:

Equação de transferência de calor para a tela:

Compare com:

Que. temperatura na saída do superaquecedor de tela 2:

1.11 Absorção de calor de um superaquecedor convectivo

1.11.1 Cálculo do superaquecedor convectivo 1

Parâmetros do ambiente de trabalho na entrada:

Parâmetros do ambiente de trabalho de saída:

Onde

Calor percebido pelo ambiente de trabalho:

A entalpia dos gases na saída da superfície de aquecimento é expressa a partir da equação do calor emitido pelos gases:

Equação de transferência de calor para caixa de engrenagens 1:

Coeficiente de transferência de calor:

Coeficiente de transferência de calor dos gases para a superfície:

Velocidade do gás:

Significa

Determinamos o estado dos gases na saída:

levando em consideração a radiação volumétrica

Então:

Então o coeficiente de transferência de calor dos gases para a parede será:

Velocidade do movimento do vapor através do superaquecedor convectivo:

O coeficiente de transferência de calor será igual a:

Pressão de temperatura do fluxo direto:

Equação de transferência de calor para um superaquecedor convectivo:

Compare com

Injeção 3 (PO 3).

1.11.2 Cálculo do superaquecedor convectivo 2

Parâmetros do ambiente de trabalho na entrada:

Parâmetros do ambiente de trabalho de saída:

Calor percebido pelo ambiente de trabalho:

Equação do calor emitido pelos gases:

daí a entalpia dos gases na saída da superfície de aquecimento:

Equação de transferência de calor para o ponto de verificação 2:.

Pressão de temperatura do fluxo direto:

Coeficiente de transferência de calor: onde está o coeficiente de transferência de calor dos gases para a parede: onde

Velocidade do gás:

Coeficiente de transferência de calor da radiação dos produtos de combustão com fluxo de gás livre de poeira:

Emissividade do ambiente de gás:

Determinamos o estado dos gases na saída da câmara de combustão pela fórmula:

Então:

Significa:

Então o coeficiente de transferência de calor por convecção dos gases para a parede será:

Coeficiente de transferência de calor por convecção da superfície para o meio aquecido:

Então:

A equação de transferência de calor será semelhante a:

Compare com

1.11.3 Cálculo de tubos suspensos em poço convectivo

Calor liberado pelos gases para a superfície:

Absorção térmica de tubos suspensos:onde está a superfície de transferência de calor calculada:

Coeficiente de transferência de calor

daqui

Usando esta entalpia encontramos a temperatura do meio de trabalho na saída dos tubos suspensos:

Temperatura do meio de trabalho na entrada:

Diferença de temperatura: onde

Então

Descobriu-se o que significa a temperatura dos gases após os tubos suspensos

1.12 Cálculo da absorção de calor do economizador de água

1.12.1 Cálculo do economizador (segunda etapa)

Calor liberado pelos gases:

aonde

Entalpia do vapor na entrada:

- a pressão de entrada deve ser

A entalpia do meio na saída é encontrada a partir da equação do calor absorvido pela superfície de trabalho:

Equação de transferência de calor:

Coeficiente de transferência de calor:

Coeficiente de transferência de calor dos gases para a parede: onde

Velocidade do gás:

Então o coeficiente de transferência de calor por convecção dos gases para a superfície:

Emissividade do ambiente de gás:

Superfície aquecida:

Levando em consideração a radiação volumétrica

Então:

fator de utilização

Coeficiente de radiação de transferência de calor de produtos de combustão:

Coeficiente de transferência de calor dos gases para a parede:

Então

Pressão de temperatura:

Troca de calor do economizador (segundo estágio):

Compare com

significa a temperatura na saída do segundo estágio do economizador

1.12.2 Cálculo do economizador (primeira etapa)

Parâmetros do ambiente de trabalho:

Parâmetros de produtos de combustão:

Parâmetros aceitos pelo ambiente de trabalho:

A partir da equação do calor emitido pelos gases, encontramos a entalpia na saída:

Usando a Tabela 2 encontramos

Equações de transferência de calor:

Pressão de temperatura do fluxo direto:

Velocidade do gás:

Coeficiente de transferência de calor dos gases para a superfície:

Coeficiente de transferência de calor por radiação de produtos de combustão com fluxo de gás livre de poeira:

Onde está a emissividade do meio gasoso: onde está o estado dos gases na saída:

Então

Coeficiente de transferência de calor:

Então a equação de transferência de calor ficará assim:

Que. temperatura na saída do primeiro estágio do economizador:

1.13 Cálculo de um aquecedor de ar regenerativo

1.13.1 Cálculo de embalagem quente

Calor absorvido pelo ar:

aonde

no

A relação entre a quantidade média de ar no aquecedor de ar e a teoricamente necessária:

A partir da equação do calor liberado pelos gases, encontramos a entalpia na saída da parte quente do aquecedor de ar:

Temperatura do gás na saída da parte quente conforme Tabela 2:

Temperatura média do ar:

Temperatura média do gás:

Pressão de temperatura:

Velocidade média do ar:

Velocidade média do gás:

Temperatura média da parede da parte quente do aquecedor de ar:

Coeficiente de transferência de calor por convecção da superfície para o meio aquecido:

Equação de transferência de calor:

Equação de transferência de calor:

1.13.2 Cálculo da embalagem fria

Proporção de ar teoricamente necessária na parte fria do aquecedor de ar:

Percepção térmica da parte fria de acordo com o equilíbrio:

Entalpia dos gases na saída do aquecedor de ar:

Temperatura média do ar:

Temperatura média do gás:

Pressão de temperatura:

Temperatura da parede da parte fria do aquecedor de ar:

Velocidade média do ar:

Velocidade média do gás:

Coeficiente de transferência de calor por convecção dos gases para a superfície:

Equação de transferência de calor:

Equação de transferência de calor:

1.14 Cálculo da eficiência da caldeira a vapor

Eficiência:

Perda de calor com gases de combustão:

onde está a entalpia do ar frio na temperatura de projeto e

Então a eficiência será igual a:

Inv. Não.

Sub. e data

Em troca. inv. Não.

Inv. Não. duplicado

Sub. e data

Aceso

Folha

Folhas

FSBEI HPE "KGEU"

ITE, gr. KUP-1-09

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Aceso

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Medidas.

Sub.

data

Bakhtin

Desenvolvido por

Fedosov

Prov.

T. contador.

Loktev

N. contador.

galego

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Compilado por: M.V. KALMYKOV UDC 621.1 Projeto e operação da caldeira TGM-84: Método. decreto/ Samar. estado tecnologia. Universidade; Comp. M. V. Kalmykov. Samara, 2006. 12 p. O principal especificações, layout e descrição do projeto da caldeira TGM-84 e princípio de seu funcionamento. São apresentados desenhos do layout da unidade caldeira com equipamentos auxiliares, uma visão geral da caldeira e seus componentes. É apresentado um diagrama do percurso vapor-água da caldeira e uma descrição de seu funcionamento. As orientações destinam-se aos alunos da especialidade 140101 “Centrais Térmicas”. Eu. 4. Bibliografia: 3 títulos. Publicado por decisão do conselho editorial e editorial da SamSTU 0 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DA UNIDADE DE CALDEIRA As caldeiras TGM-84 são projetadas para produzir vapor alta pressão ao queimar combustível gasoso ou óleo combustível e são projetados para os seguintes parâmetros: Potência nominal de vapor……………………………….. Pressão de operação no tambor ………………………………………… Pressão operacional do vapor atrás da válvula de vapor principal ……………. Temperatura do vapor superaquecido ………………………………………. Temperatura da água de alimentação …………………………………… Temperatura do ar quente a) ao queimar óleo combustível ……………………………………………………. b) ao queimar gás…………………………………………. 420 t/h 155 a 140 a 550 °C 230 °C 268 °C 238 °C Unidade caldeira TGM-84 tubo de água vertical, tambor único, disposição moldada, com circulação natural. É constituído por uma câmara de combustão, que é uma conduta de combustão ascendente e um eixo convectivo descendente (Fig. 1). A câmara de combustão é dividida por uma tela de duas luzes. A parte inferior de cada tela lateral passa por uma tela inferior levemente inclinada, cujos coletores inferiores são fixados aos coletores da tela de duas luzes e se movem junto com as deformações térmicas durante o acendimento e desligamento da caldeira. A presença de uma tela de duas luzes proporciona um resfriamento mais intenso dos gases de combustão. Assim, o estresse térmico do volume de combustão desta caldeira foi escolhido para ser significativamente maior do que nas unidades de carvão pulverizado, mas menor do que em outros tamanhos padrão de caldeiras a gás-óleo. Isso facilitou as condições de operação dos tubos de tela dupla, que absorvem a maior quantidade de calor. Um superaquecedor de tela semi-radiação está localizado na parte superior do forno e na câmara rotativa. Um superaquecedor de vapor convectivo horizontal e um economizador de água estão localizados no eixo convectivo. Atrás do economizador de água existe uma câmara com moegas receptoras para limpeza de granalha. Dois aquecedores de ar regenerativos conectados em paralelo do tipo rotativo RVP-54 são instalados após o eixo convectivo. A caldeira está equipada com dois ventiladores tipo VDN-26-11 e dois exaustores de fumos tipo D-21. A caldeira foi reconstruída repetidamente, resultando no surgimento do modelo TGM-84A e, em seguida, do TGM-84B. Em particular, foram introduzidas telas unificadas e foi alcançada uma distribuição mais uniforme do vapor entre os tubos. O passo transversal dos tubos nos pacotes horizontais da parte convectiva do superaquecedor a vapor foi aumentado, reduzindo assim a probabilidade de sua contaminação com fuligem de óleo combustível. 2 0 R e s. 1. Seções longitudinais e transversais da caldeira a gasóleo TGM-84: 1 – câmara de combustão; 2 – queimadores; 3 – tambor; 4 – telas; 5 – superaquecedor convectivo; 6 – unidade de condensação; 7 – economizador; 11 – apanhador de arremessos; 12 – ciclone de separação remota As caldeiras da primeira modificação TGM-84 foram equipadas com 18 queimadores a gasóleo colocados em três filas na parede frontal da câmara de combustão. Atualmente são instalados quatro ou seis queimadores de maior produtividade, o que simplifica a manutenção e reparo das caldeiras. DISPOSITIVOS QUEIMADORES A câmara de combustão está equipada com 6 queimadores a gasóleo instalados em dois níveis (em forma de 2 triângulos seguidos, com os vértices para cima, na parede frontal). Os queimadores da camada inferior são instalados em 7.200 mm e os queimadores da camada superior em 10.200 mm. Os queimadores são projetados para combustão separada de gás e óleo combustível, vórtice, fluxo único com distribuição central de gás. Os queimadores extremos da camada inferior são girados em direção ao eixo da meia fornalha em 12 graus. Para melhorar a mistura do combustível com o ar, os queimadores possuem palhetas guia, através das quais o ar gira. Ao longo do eixo dos queimadores, as caldeiras são equipadas com bicos de óleo combustível com pulverização mecânica, o comprimento do cano do bico de óleo combustível é de 2700 mm. O desenho da fornalha e a disposição dos queimadores devem garantir um processo de combustão estável, seu controle, e também eliminar a possibilidade de formação de zonas mal ventiladas. Os queimadores a gás devem funcionar de forma estável, sem separação ou deslizamento da tocha, dentro da faixa de regulação da carga térmica da caldeira. Os queimadores a gás utilizados em caldeiras devem ser certificados e possuir passaporte do fabricante. CÂMARA DE COMBUSTÃO A câmara prismática é dividida por uma tela de duas luzes em duas semi-câmaras de combustão. O volume da câmara de combustão é de 1.557 m3, a tensão térmica do volume de combustão é de 177.000 kcal/m3ּhora. As paredes laterais e traseiras da câmara são blindadas com tubos de evaporação com diâmetro de 60x6 mm e passo de 64 mm. As telas laterais da parte inferior apresentam inclinações até o meio da fornalha com inclinação de 15 graus em relação à horizontal e formam um piso. Para evitar a estratificação da mistura vapor-água em tubulações levemente inclinadas em relação à horizontal, seções das telas laterais que formam a parte inferior são revestidas com tijolos refratários e massa de cromita. O sistema de telas é suspenso nas estruturas metálicas do teto por meio de hastes e tem a capacidade de cair livremente durante a expansão térmica. Os tubos das telas de evaporação são soldados entre si por uma haste D-10 mm com intervalo de altura de 4-5 mm. Para melhorar a aerodinâmica da parte superior da câmara de combustão e proteger as câmaras da tela traseira da radiação, os tubos da tela traseira na parte superior formam uma saliência na fornalha com uma saliência de 1,4 m. A saliência é formada por 70% de os tubos da tela traseira. 3 Para reduzir o efeito do aquecimento desigual na circulação, todas as telas são seccionadas. As telas de duas luzes e as duas laterais possuem três circuitos de circulação cada, a tela traseira possui seis. As caldeiras TGM-84 operam de acordo com um esquema de evaporação em dois estágios. O primeiro estágio de evaporação (compartimento limpo) inclui um tambor, painéis traseiros e telas de duas luzes, e 1º e 2º painéis laterais da tela frontal. A segunda etapa de evaporação (compartimento de sal) inclui 4 ciclones remotos (dois de cada lado) e um terceiro painel de telas laterais frontais. A água do tambor é fornecida às seis câmaras inferiores da tela traseira através de 18 tubos de drenagem, três para cada coletor. Cada um dos 6 painéis inclui 35 tubos de tela. As extremidades superiores dos tubos são conectadas a câmaras, das quais a mistura vapor-água flui através de 18 tubos para o tambor. A tela de duas luzes possui janelas formadas por roteamento de tubos para equalizar a pressão nos semifornos. A água do tambor flui para as três câmaras inferiores da tela de duas luzes através de 12 tubos de drenagem (4 tubos para cada coletor). Os painéis externos possuem 32 tubos de tela, o do meio - 29 tubos. As extremidades superiores dos tubos são conectadas a três câmaras superiores, das quais a mistura vapor-água é direcionada através de 18 tubos para o tambor. A água flui para os quatro coletores de tela laterais inferiores frontais do tambor através de 8 tubos de drenagem. Cada um destes painéis contém 31 tubos de tela. As extremidades superiores dos tubos da tela são conectadas a 4 câmaras, das quais a mistura vapor-água entra no tambor através de 12 tubos. As câmaras inferiores dos compartimentos de sal são alimentadas por 4 ciclones remotos através de 4 tubos de drenagem (um tubo de cada ciclone). Os painéis do compartimento de sal contêm 31 tubos de tela. As extremidades superiores dos tubos de tela são conectadas a câmaras, das quais a mistura vapor-água flui através de 8 tubos para 4 ciclones remotos. TAMBOR E DISPOSITIVO DE SEPARAÇÃO O tambor tem diâmetro interno de 1,8 m, comprimento de 18 m Todos os tambores são feitos de chapa de aço 16 GNM (aço manganês-níquel-molibdênio), espessura de parede 115 mm. O peso do tambor é de cerca de 96.600 kg. O tambor da caldeira foi projetado para criar a circulação natural da água na caldeira, limpando e separando o vapor produzido nas tubulações da tela. A separação da mistura vapor-água da 1ª etapa de evaporação é organizada no tambor (a separação da 2ª etapa de evaporação é feita nas caldeiras em 4 ciclones remotos), todo o vapor é lavado com água de alimentação, seguido por a captura da umidade do vapor. Todo o tambor é um compartimento limpo. A mistura vapor-água dos coletores superiores (exceto os coletores do compartimento de sal) entra no tambor por ambos os lados e entra em uma caixa de distribuição especial, de onde é enviada para os ciclones, onde ocorre a separação inicial do vapor da água. São 92 ciclones instalados nos tambores da caldeira - 46 à esquerda e 46 à direita. 4 Na saída do vapor dos ciclones são instalados separadores de placas horizontais, onde o vapor, passando por eles, entra no dispositivo de lavagem de bolhas. Aqui, sob o dispositivo de lavagem do compartimento limpo, o vapor é fornecido a partir de ciclones externos, dentro dos quais também é organizada a separação da mistura vapor-água. O vapor, tendo passado pelo dispositivo de lavagem de bolhas, entra na chapa perfurada, onde ocorrem simultaneamente a separação do vapor e a equalização do fluxo. Depois de passar pela chapa perfurada, o vapor é conduzido através de 32 tubos de remoção de vapor até as câmaras de entrada do superaquecedor montado na parede e através de 8 tubos até a unidade de condensado. Arroz. 2. Esquema de evaporação em dois estágios com ciclones remotos: 1 – tambor; 2 – ciclone remoto; 3 – coletor inferior do circuito de circulação; 4 – tubulações geradoras de vapor; 5 – descida de tubos; 6 – abastecimento de água de alimentação; 7 – retirada da água de purga; 8 – tubo de transferência de água do tambor para o ciclone; 9 – tubo de transferência de vapor do ciclone para o tambor; 10 – tubo de remoção de vapor da unidade Cerca de 50% da água de alimentação é fornecida ao dispositivo de lavagem de bolhas e o restante é descarregado através do coletor de distribuição para o tambor abaixo do nível da água. O nível médio da água no tambor está 200 mm abaixo do seu eixo geométrico. As flutuações de nível permitidas no tambor são de 75 mm. Para equalizar o teor de sal nos compartimentos de sal das caldeiras, foram transferidos dois tubos de drenagem, de forma que o ciclone direito alimenta o coletor inferior esquerdo do compartimento de sal e o esquerdo alimenta o direito. 5 PROJETO DO SUPERAQUECEDOR A VAPOR As superfícies de aquecimento do superaquecedor estão localizadas na câmara de combustão, no duto de gás horizontal e no eixo de queda. O circuito do superaquecedor é feito em projeto de fluxo duplo com mistura múltipla e transferência de vapor ao longo de toda a largura da caldeira, o que permite equalizar a distribuição térmica nas serpentinas individuais. Com base na natureza da percepção do calor, o superaquecedor pode ser dividido em duas partes: radiação e convecção. A parte de radiação inclui um superaquecedor de parede (NSP), a primeira fileira de telas (SHPP) e parte do superaquecedor de teto (CSP), protegendo o teto da câmara de combustão. Para o convectivo - a segunda fileira de telas, parte do superaquecedor de teto e do superaquecedor convectivo (CSC). Os tubos NPP do superaquecedor montado na parede contra radiação protegem a parede frontal da câmara de combustão. A NPP é composta por seis painéis, dois deles possuem 48 e os demais 49 tubos, o espaçamento entre os tubos é de 46 mm. Cada painel possui 22 tubos descendentes, o restante são tubos ascendentes. Os coletores de entrada e saída estão localizados em uma área não aquecida acima da câmara de combustão, os coletores intermediários estão localizados em uma área não aquecida abaixo da câmara de combustão. As câmaras superiores são suspensas nas estruturas metálicas do teto por meio de hastes. Os tubos são fixados em 4 níveis de altura e permitem a movimentação vertical dos painéis. Superaquecedor de teto O superaquecedor de teto está localizado acima da fornalha e da chaminé horizontal, é composto por 394 tubos colocados em intervalos de 35 mm e conectados por coletores de entrada e saída. Superaquecedor de vapor de chapa O superaquecedor de vapor de tela consiste em duas fileiras de peneiras verticais (30 peneiras em cada fileira) localizadas na parte superior da câmara de combustão e na chaminé rotativa. O passo entre as telas é de 455 mm. A tela é composta por 23 bobinas de igual comprimento e dois coletores (entrada e saída), instalados horizontalmente em área não aquecida. Superaquecedor convectivo Um superaquecedor convectivo do tipo horizontal consiste nas partes esquerda e direita localizadas no duto de gás do eixo inferior acima do economizador de água. Cada lado, por sua vez, é dividido em dois estágios de fluxo direto. 6 CAMINHO DE VAPOR DA CALDEIRA O vapor saturado do tambor da caldeira através de 12 tubos de transferência de vapor entra nos coletores superiores da NPP, de onde desce pelos tubos intermediários de 6 painéis e entra nos 6 coletores inferiores, após o que sobe através os tubos externos de 6 painéis para os coletores superiores, dos quais é enviado através de 12 tubos não aquecidos para os coletores de entrada do superaquecedor de teto. Em seguida, o vapor se move por toda a largura da caldeira através dos tubos do teto e entra nos coletores de saída do superaquecedor localizados na parede traseira da chaminé convectiva. Destes coletores, o vapor é dividido em duas correntes e enviado para as câmaras dos dessuperaquecedores de estágio I, e depois para as câmaras das telas externas (7 à esquerda e 7 à direita), após passarem pelas quais ambas as correntes de vapor entram nos dessuperaquecedores de estágio intermediário II , esquerda e direita. Nos dessuperaquecedores de estágio I e II, o vapor é transferido do lado esquerdo para o lado direito e vice-versa, a fim de reduzir a propagação térmica causada pelo desalinhamento dos gases. Saindo dos dessuperaquecedores intermediários da segunda injeção, o vapor entra nos coletores da tela intermediária (8 à esquerda e 8 à direita), após passar pelos quais é direcionado para as câmaras de entrada da caixa de engrenagens. Os dessuperaquecedores Estágio III são instalados entre as partes superior e inferior da caixa de engrenagens. Em seguida, o vapor superaquecido é enviado através de uma tubulação de vapor até as turbinas. Arroz. 3. Diagrama do superaquecedor da caldeira: 1 – tambor da caldeira; 2 – painel de tubos de radiação bidirecional (os coletores superiores são convencionalmente mostrados à esquerda e os inferiores à direita); 3 – painel de teto; 4 – dessuperaquecedor de injeção; 5 – local de injeção de água no vapor; 6 – telas extremas; 7 – telas médias; 8 – pacotes convectivos; 9 – saída de vapor da caldeira 7 UNIDADE DE CONDENSADO E REFRIGERADORES DE INJEÇÃO DE VAPOR Para obter o seu próprio condensado, a caldeira está equipada com 2 unidades de condensado (uma de cada lado) localizadas no teto da caldeira acima da parte convectiva. Eles consistem em 2 coletores de distribuição, 4 capacitores e um coletor de condensado. Cada capacitor consiste em uma câmara D426×36 mm. As superfícies de resfriamento dos condensadores são formadas por tubos soldados a uma chapa tubular, que é dividida em duas partes e forma câmaras de drenagem e abastecimento de água. O vapor saturado do tambor da caldeira é direcionado através de 8 tubos para quatro coletores de distribuição. De cada coletor, o vapor é descarregado para dois condensadores por tubos, 6 tubos para cada condensador. A condensação do vapor saturado proveniente do tambor da caldeira é realizada resfriando-o com água de alimentação. A água de alimentação após o sistema de suspensão ser fornecida à câmara de abastecimento de água, passa pelos tubos do condensador e sai para a câmara de drenagem e depois para o economizador de água. O vapor saturado que sai do tambor preenche o espaço de vapor entre os tubos, entra em contato com eles e condensa. O condensado resultante através de 3 tubos de cada condensador entra em dois coletores, a partir daí através dos reguladores é fornecido aos dessuperaquecedores I, II, III das injeções esquerda e direita. A injeção de condensado ocorre devido à pressão composta pela diferença no tubo Venturi e pela queda de pressão no caminho do vapor do superaquecedor desde o tambor até o ponto de injeção. O condensado é injetado na cavidade do tubo Venturi através de 24 furos com diâmetro de 6 mm, localizados ao longo da circunferência no ponto estreito do tubo. O tubo Venturi, em plena carga na caldeira, reduz a pressão do vapor aumentando sua velocidade no local da injeção em 4 kgf/cm2. O desempenho máximo de um condensador a 100% de carga e parâmetros de projeto de vapor e água de alimentação é de 17,1 t/h. ECONOMIZADOR DE ÁGUA O economizador de água da serpentina de aço é composto por 2 partes, localizadas respectivamente nas partes esquerda e direita do eixo inferior. Cada parte do economizador consiste em 4 blocos: inferior, 2 intermediários e superior. As aberturas foram feitas ao longo da altura entre os blocos. O economizador de água é composto por 110 conjuntos de bobinas localizados paralelamente à parte frontal da caldeira. As bobinas nos blocos são escalonadas em passos de 30 mm e 80 mm. Os blocos médio e superior são instalados em vigas localizadas na chaminé. Para proteger contra o ambiente gasoso, estas vigas são revestidas com isolamento, protegidas chapas metálicas 3 mm de espessura devido ao impacto de uma máquina de jateamento. Os blocos inferiores são suspensos nas vigas por meio de estantes. Os racks permitem a possibilidade de remoção do pacote de bobinas durante os reparos. 8 As câmaras de entrada e saída do economizador de água estão localizadas fora das condutas de fumos e são fixadas à estrutura da caldeira por meio de suportes. O resfriamento dos feixes economizadores de água (a temperatura dos feixes durante o acendimento e durante o funcionamento não deve ultrapassar 250 °C) é realizado alimentando-os com ar frio proveniente da pressão dos ventiladores, sendo o ar descarregado nas caixas de sucção dos ventiladores. AQUECEDOR DE AR ​​Dois aquecedores de ar regenerativos RVP-54 estão instalados na sala das caldeiras. O aquecedor de ar regenerativo RVP-54 é um trocador de calor em contrafluxo que consiste em um rotor giratório encerrado dentro de uma carcaça estacionária (Fig. 4). O rotor é composto por uma carcaça com diâmetro de 5.590 mm e altura de 2.250 mm, feita em chapa de aço de 10 mm de espessura e um cubo com diâmetro de 600 mm, além de nervuras radiais conectando o cubo à carcaça, dividindo o rotor em 24 setores. Cada setor é dividido por folhas verticais em P e S. 4. Diagrama estrutural de um aquecedor de ar regenerativo: 1 – caixa; 2 – tambor; 3 – corpo; 4 – embalagem; 5 – eixo; 6 – rolamento; 7 – selo; 8 – motor elétrico três partes. Neles são colocadas seções de folhas de aquecimento. A altura das seções é definida em duas linhas. A fileira superior é a parte quente do rotor, feita de espaçador e chapas onduladas, com 0,7 mm de espessura. A fileira inferior de seções é a parte fria do rotor e é feita de chapas espaçadoras retas de 1,2 mm de espessura. A gaxeta da extremidade fria é mais suscetível à corrosão e pode ser facilmente substituída. Dentro do cubo do rotor existe um eixo oco, que possui um flange na parte inferior sobre o qual repousa o rotor; o cubo é preso ao flange com pinos. O RVP possui duas tampas - superior e inferior, com placas de vedação instaladas nelas. 9 O processo de troca de calor é realizado aquecendo a embalagem do rotor no fluxo de gás e resfriando-a no fluxo de ar. O movimento sequencial da embalagem aquecida do fluxo de gás para o fluxo de ar é realizado girando o rotor a uma frequência de 2 rotações por minuto. A cada momento, dos 24 setores do rotor, 13 setores são incluídos no caminho do gás, 9 setores são incluídos no caminho do ar, dois setores são desligados e cobertos com placas de vedação. O aquecedor de ar utiliza o princípio de contrafluxo: o ar é introduzido pelo lado de saída e removido pelo lado de entrada de gás. O aquecedor de ar foi projetado para aquecer o ar de 30 a 280 °C enquanto resfria gases de 331 °C a 151 °C quando operando com óleo combustível. A vantagem dos aquecedores de ar regenerativos é a sua compactação e baixo peso; a principal desvantagem é um fluxo significativo de ar do lado do ar para o lado do gás (a sucção de ar padrão é 0,2–0,25). ESTRUTURA DA CALDEIRA A estrutura da caldeira é composta por colunas de aço conectadas por vigas horizontais, treliças e contraventamentos, e é utilizada para suportar as cargas do peso do tambor, todas as superfícies de aquecimento, instalação de condensado, revestimento, isolamento e áreas de serviço. A estrutura da caldeira é constituída por perfis soldados e chapa de aço. As colunas da estrutura são fixadas à fundação subterrânea de concreto armado da caldeira, e a base (sapata) das colunas é concretada. REVESTIMENTO O revestimento da câmara de combustão é composto por concreto refratário, placas de sovelita e revestimento vedante de magnésio. A espessura do forro é de 260 mm. É instalado em forma de painéis que são fixados à estrutura da caldeira. O forro do teto é composto por painéis de 280 mm de espessura, assentados livremente sobre os tubos do superaquecedor. A estrutura dos painéis: uma camada de betão refratário com 50 mm de espessura, uma camada de betão termoisolante com 85 mm de espessura, três camadas de lajes de sovelite com espessura total de 125 mm e uma camada de revestimento de magnésio vedante com 20 mm de espessura aplicada a um malha de metal. O revestimento da câmara giratória e o eixo convectivo são fixados em painéis, que por sua vez são fixados na estrutura da caldeira. A espessura total do revestimento da câmara de torneamento é de 380 mm: concreto refratário - 80 mm, concreto isolante térmico - 135 mm e quatro camadas de lajes sovelita de 40 mm. O revestimento do superaquecedor convectivo a vapor é composto por uma camada de concreto isolante térmico de 155 mm de espessura, uma camada de concreto refratário - 80 mm e quatro camadas de lajes de sovelita - 165 mm. Entre as placas existe uma camada de mástique sovelite com 2÷2,5 mm de espessura. O revestimento do economizador de água tem 260 mm de espessura e é composto por concreto resistente ao fogo e termicamente isolante e três camadas de lajes de sovelita. MEDIDAS DE SEGURANÇA O funcionamento das caldeiras deve ser realizado de acordo com as atuais “Regras para o projeto e operação segura de caldeiras a vapor e água quente”, aprovadas pela Rostechnadzor e os “Requisitos técnicos para segurança contra explosão de instalações de caldeiras que operam com óleo combustível e gás natural”, bem como as atuais “Normas de Segurança para manutenção de equipamentos termelétricos de usinas”. Bibliografia 1. Instruções de operação da caldeira de energia TGM-84 da VAZ CHPP. 2. Meiklyar M.V. Unidades de caldeiras modernas TKZ. M.: Energia, 1978. 3. Kovalev A.P., Leleev N.S., Vilensky T.V. Geradores de vapor: livro didático para universidades. M.: Energoatomizdat, 1985. 11 Projeto e operação da caldeira TGM-84 Compilado por KALMYKOV Maxim Vitalievich Editor N.V. Vershina Editor técnico G.N. Shankova assinado para publicação em 20 de junho de 2006. Formato 60x84 1/12. Papel deslocado. Impressão offset. Condicional p.l. 1,39. Cr.-ott condicional. 1,39. Uch.-ed. eu. 1.25 Circulação 100. pp. – 171. ___________________________________________________________________________________________________________ Estado instituição educacional ensino profissional superior "Samara State Technical University" 432100. Samara, st. Molodogvardeyskaya, 244. Edifício principal 12

As características energéticas típicas da caldeira TGM-96B refletem a eficiência tecnicamente alcançável da caldeira. Uma característica energética típica pode servir de base para a elaboração de características padrão das caldeiras TGM-96B durante a queima de óleo combustível.

MINISTÉRIO DA ENERGIA E ELETRIFICAÇÃO DA URSS

DEPARTAMENTO TÉCNICO PRINCIPAL DE OPERAÇÃO
SISTEMAS DE ENERGIA

CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DE ENERGIA
CALDEIRA TGM-96B PARA COMBUSTÃO DE ÓLEO COMBUSTÍVEL

Moscou 1981

Esta característica energética padrão foi desenvolvida pela Soyuztekhenergo (eng. G.I. GUTSALO)

As características energéticas típicas da caldeira TGM-96B são compiladas com base em testes térmicos realizados pela Soyuztekhenergo em Riga CHPP-2 e Sredaztekhenergo na CHPP-GAZ e refletem a eficiência tecnicamente alcançável da caldeira.

Uma característica energética típica pode servir de base para a elaboração de características padrão das caldeiras TGM-96B durante a queima de óleo combustível.

Aplicativo

. BREVES CARACTERÍSTICAS DO EQUIPAMENTO DE CALDEIRA

1.1 . Caldeira TGM-96B da Central de Caldeiras Taganrog - caldeira a gasóleo com circulação natural e disposição em forma de U, projetada para funcionar com turbinas T -100/120-130-3 e PT-60-130/13. Os principais parâmetros de projeto da caldeira quando operando com óleo combustível são apresentados na Tabela. .

Segundo a TKZ, a carga mínima permitida da caldeira de acordo com as condições de circulação é de 40% da nominal.

1.2 . A câmara de combustão tem formato prismático e em planta é um retângulo com dimensões de 6080x14700 mm. O volume da câmara de combustão é de 1.635 m3. A tensão térmica do volume de combustão é de 214 kW/m 3, ou 184 · 10 3 kcal/(m 3 · h). A câmara de combustão contém telas de evaporação e um superaquecedor de vapor de radiação montado na parede (WSR) na parede frontal. Na parte superior do forno, um superaquecedor de vapor de tela (SSH) está localizado na câmara rotativa. No eixo convectivo inferior, dois pacotes de superaquecedor de vapor convectivo (CS) e economizador de água (WES) estão localizados sequencialmente ao longo do fluxo de gases.

1.3 . O caminho do vapor da caldeira consiste em dois fluxos independentes com transferência de vapor entre as laterais da caldeira. A temperatura do vapor superaquecido é regulada pela injeção do seu próprio condensado.

1.4 . Na parede frontal da câmara de combustão existem quatro queimadores de gasóleo de duplo fluxo HF TsKB-VTI. Os queimadores são instalados em dois níveis em níveis de -7250 e 11300 mm com um ângulo de elevação em relação ao horizonte de 10°.

Para queimar óleo combustível, são fornecidos bicos mecânicos a vapor Titan com capacidade nominal de 8,4 t/h a uma pressão de óleo combustível de 3,5 MPa (35 kgf/cm2). A pressão do vapor para purga e pulverização de óleo combustível é recomendada pela planta como sendo de 0,6 MPa (6 kgf/cm2). O consumo de vapor por bico é de 240 kg/h.

1.5 . A instalação da caldeira está equipada com:

Dois ventiladores VDN-16-P com capacidade de 259 · 10 3 m 3 /h com reserva de 10%, pressão com reserva de 20% de 39,8 MPa (398,0 kgf/m 2), potência de 500 /250 kW e velocidade de rotação de 741 /594 rpm de cada máquina;

Dois exaustores de fumaça DN-24×2-0,62 GM com capacidade de 415 10 3 m 3 /h com margem de 10%, pressão com margem de 20% de 21,6 MPa (216,0 kgf/m2), potência de 800 /400 kW e velocidade de rotação de 743/595 rpm para cada máquina.

1.6. Para limpar superfícies de aquecimento convectivo de depósitos de cinzas, o projeto prevê uma instalação de granalha; para limpeza do RVP, lavagem com água e sopro com vapor de tambor com diminuição de pressão na instalação de estrangulamento. A duração do sopro de um RVP é de 50 minutos.

. CARACTERÍSTICAS ENERGÉTICAS TÍPICAS DA CALDEIRA TGM-96B

2.1 . Características energéticas típicas da caldeira TGM-96B ( arroz. , , ) foi compilado com base nos resultados dos testes térmicos das caldeiras de Riga CHPP-2 e GAZ CHPP de acordo com materiais instrucionais e diretrizes para padronização dos indicadores técnicos e econômicos das caldeiras. A característica reflete a eficiência média de uma nova caldeira operando com turbinas T -100/120-130/3 e PT-60-130/13 nas condições abaixo, tomadas como iniciais.

2.1.1 . No balanço de combustível das usinas que queimam combustíveis líquidos, a maioria é óleo combustível com alto teor de enxofre M 100. Portanto, são traçadas as características do óleo combustível M 100 ( GOST 10585-75) com características: A P = 0,14%, W P = 1,5%, SP = 3,5%, (9500kcal/kg). Todos os cálculos necessários foram realizados para a massa útil de óleo combustível

2.1.2 . A temperatura do óleo combustível na frente dos bicos é considerada 120° C ( t-tl= 120 °C) com base nas condições de viscosidade do óleo combustível M 100, igual a 2,5° VU, conforme § 5.41 PTE.

2.1.3 . Temperatura média anual do ar frio (tx.v.) na entrada do ventilador é considerado 10° C , uma vez que as caldeiras TGM-96B estão localizadas principalmente em regiões climáticas (Moscou, Riga, Gorky, Chisinau) com uma temperatura média anual do ar próxima a esta temperatura.

2.1.4 . Temperatura do ar na entrada do aquecedor de ar (tch) é considerado 70° C e constante quando a carga da caldeira muda, conforme § 17.25 do PTE.

2.1.5 . Para usinas de acoplamento cruzado, a temperatura da água de alimentação (t p.v.) na frente da caldeira é considerado calculado (230 °C) e constante quando a carga da caldeira muda.

2.1.6 . O consumo líquido específico de calor para a unidade de turbina é assumido como sendo de 1750 kcal/(kWh), de acordo com testes térmicos.

2.1.7 . Presume-se que o coeficiente de fluxo de calor varie com a carga da caldeira de 98,5% na carga nominal a 97,5% na carga de 0,6D nome.

2.2 . O cálculo das características padrão foi realizado de acordo com as instruções de “Cálculo térmico de unidades caldeiras (método normativo)” (M.: Energia, 1973).

2.2.1 . A eficiência bruta da caldeira e as perdas de calor com gases de combustão foram calculadas de acordo com a metodologia descrita no livro de Ya.L. Pekker “Cálculos de engenharia térmica baseados nas características do combustível fornecidas” (Moscou: Energia, 1977).

Onde

Aqui

αх = α "eu + Δ αtr

αх- coeficiente de excesso de ar nos gases de exaustão;

Δ αtr- ventosas no caminho do gás da caldeira;

Eca- temperatura dos gases de combustão atrás do exaustor de fumos.

O cálculo inclui os valores de temperatura dos gases de combustão medidos em testes térmicos de caldeiras e reduzidos às condições de construção das características padrão (parâmetros de entradatx em, t "kf, t p.v.).

2.2.2 . Coeficiente de excesso de ar no ponto de operação (atrás do economizador de água)α "eu assumido como 1,04 na carga nominal e variando para 1,1 na carga de 50% com base em testes térmicos.

A redução do coeficiente de excesso de ar calculado (1.13) atrás do economizador de água ao aceito na especificação padrão (1.04) é alcançada mantendo corretamente o modo de combustão de acordo com o mapa de regime da caldeira, atendendo aos requisitos do PTE em relação a entrada de ar no forno e no caminho do gás e seleção de um conjunto de bicos.

2.2.3 . A sucção de ar no caminho do gás da caldeira com carga nominal é considerada de 25%. Com uma mudança na carga, a sucção do ar é determinada pela fórmula

2.2.4 . Perda de calor devido à combustão química incompleta de combustível (q 3 ) são considerados iguais a zero, pois durante os testes da caldeira com excesso de ar, aceitos nas Características Energéticas Padrão, eles estavam ausentes.

2.2.5 . Perda de calor devido à combustão mecânica incompleta de combustível (q 4 ) são considerados iguais a zero de acordo com os “Regulamentos sobre a coordenação das características padrão dos equipamentos e consumo específico de combustível calculado” (Moscou: STSNTI ORGRES, 1975).

2.2.6 . Perda de calor em ambiente (q 5 ) não foram determinados durante o teste. São calculados de acordo com os “Métodos de ensaio de instalações de caldeiras” (M.: Energia, 1970) de acordo com a fórmula

2.2.7 . O consumo específico de energia da bomba elétrica de alimentação PE-580-185-2 foi calculado utilizando as características da bomba adotadas nas especificações técnicas TU-26-06-899-74.

2.2.8 . O consumo específico de energia para tiragem e explosão é calculado com base no consumo de energia para acionamento de ventiladores e exaustores de fumaça, medido durante testes térmicos e reduzido às condições (Δ αtr= 25%) adotado na elaboração das características normativas.

Foi estabelecido que com densidade suficiente do caminho do gás (Δ α ≤ 30%) os exaustores de fumo fornecem a carga nominal da caldeira a baixa velocidade, mas sem qualquer reserva.

Ventiladores em baixa velocidade de rotação fornecem trabalho normal caldeira até cargas de 450 t/h.

2.2.9 . A potência elétrica total dos mecanismos de instalação da caldeira inclui a potência dos acionamentos elétricos: bomba elétrica de alimentação, exaustores de fumos, ventiladores, aquecedores de ar regenerativos (Fig. ). A potência do motor elétrico do aquecedor de ar regenerativo é medida de acordo com os dados do passaporte. A potência dos motores elétricos dos exaustores de fumaça, ventiladores e bomba elétrica de alimentação foi determinada durante testes térmicos da caldeira.

2.2.10 . O consumo específico de calor para aquecimento do ar na unidade de aquecimento é calculado levando em consideração o aquecimento do ar nos ventiladores.

2.2.11 . O consumo específico de calor para as necessidades próprias da caldeira inclui as perdas de calor nos aquecedores de ar, cuja eficiência se presume ser de 98%; para sopro de vapor do RVP e perdas de calor devido ao sopro de vapor da caldeira.

O consumo de calor para sopro de vapor do RVP foi calculado pela fórmula

Q obd = Meu Deus · eu obd · τobd· 10 -3 PM (Gcal/h)

Onde Meu Deus= 75 kg/min conforme “Normas de consumo de vapor e condensado para necessidades auxiliares de unidades de potência de 300, 200, 150 MW” (M.: STSNTI ORGRES, 1974);

eu obd = eu nós. par= 2598 kJ/kg (kcal/kg)

τobd= 200 min (4 aparelhos com duração de sopro de 50 min quando ligados durante o dia).

O consumo de calor com sopro da caldeira foi calculado pela fórmula

Qcont. = G estímulo · eu k.v.· 10 -3 PM (Gcal/h)

Onde G estímulo = PD não. 10 2 kg/hora

P = 0,5%

eu k.v.- entalpia da água da caldeira;

2.2.12 . O procedimento de ensaio e a escolha dos instrumentos de medição utilizados durante os ensaios foram determinados pela “Metodologia de ensaio de instalações de caldeiras” (M.: Energia, 1970).

. ALTERAÇÕES AOS INDICADORES REGULATÓRIOS

3.1 . Para trazer os principais indicadores padrão de funcionamento da caldeira para as condições alteradas de seu funcionamento dentro dos limites permitidos de desvio dos valores dos parâmetros, as alterações são apresentadas na forma de gráficos e valores digitais. Alterações paraq 2 na forma de gráficos são mostrados na Fig. , . As correções para a temperatura dos gases de combustão são mostradas na Fig. . Além dos listados, são feitas correções para alterações na temperatura de aquecimento do óleo combustível fornecido à caldeira e para alterações na temperatura da água de alimentação.

INFLUÊNCIA DA CARGA DE VAPOR NAS PROPRIEDADES DE RADIAÇÃO DA TOCHA NA CÂMARA DE INCÊNDIO DA CALDEIRA

Mikhail Taimarov

dr. ciência. tech., professor da Universidade Energética do Estado de Kazan,

Rais Sungatullin

professor universitário da Universidade Energética do Estado de Kazan,

Rússia, República do Tartaristão, Kazan

ANOTAÇÃO

Este artigo examina o fluxo de calor do flare durante a queima de gás natural na caldeira TGM-84A (estação nº 4) de Nizhnekamsk CHPP-1 (NkCHP-1) para várias condições de operação, a fim de determinar as condições sob as quais o revestimento de a tela traseira é menos suscetível à destruição térmica.

ABSTRATO

Nesta operação o fluxo de calor de uma tocha em caso de combustão de gás natural na caldeira TGM-84A (estação nº 4) de Nizhnekamsk TETc-1 (NkTETs-1) para diferentes condições de regime para efeito de determinação de condições sob qual o envelope de alvenaria da tela traseira está menos sujeito à corrupção térmica.

Palavras-chave: caldeiras a vapor, fluxos de calor, parâmetros de torção de ar.

palavras-chave: caldeiras, fluxos de calor, parâmetros de torção do ar.

Introdução.

A caldeira TGM-84A, uma caldeira a gasóleo amplamente utilizada, tem dimensões relativamente pequenas. Sua câmara de combustão é dividida por uma tela de duas luzes. A parte inferior de cada tela lateral passa por uma tela inferior levemente inclinada, cujos coletores inferiores são fixados aos coletores da tela de duas luzes e se movem junto com as deformações térmicas durante o acendimento e desligamento da caldeira. Os tubos inclinados da lareira são protegidos da radiação da tocha por uma camada de tijolo refratário e massa de cromita. A presença de uma tela de duas luzes proporciona resfriamento intensivo dos gases de combustão.

Na parte superior da fornalha, os tubos da tela traseira são dobrados para dentro da câmara de combustão, formando uma soleira com saliência de 1400 mm. Isto garante que as telas sejam lavadas e protegidas da radiação direta da tocha. Dez tubos de cada painel são retos, não têm saliências na fornalha e suportam carga. Acima da soleira existem telas que fazem parte do superaquecedor e são projetadas para resfriar os produtos da combustão e superaquecer o vapor. A presença de uma tela de duas luzes, conforme concebida pelos projetistas, deve proporcionar um resfriamento mais intenso dos gases de combustão do que na caldeira a gasóleo TGM-96B, de desempenho semelhante. Porém, a área da superfície da tela de aquecimento apresenta uma margem significativa, praticamente superior à necessária para o funcionamento nominal da caldeira.

O modelo básico TGM-84 foi reconstruído repetidamente, como resultado, conforme indicado acima, surgiram o modelo TGM-84A (com 4 queimadores) e depois o TGM-84B. (6 queimadores). As caldeiras da primeira modificação TGM-84 foram equipadas com 18 queimadores óleo-gás colocados em três fileiras na parede frontal da câmara de combustão. Atualmente, estão instalados quatro ou seis queimadores de maior capacidade.

A câmara de combustão da caldeira TGM-84A está equipada com quatro queimadores a gasóleo HF-TsKB-VTI-TKZ com potência unitária de 79 MW, instalados em dois níveis consecutivos com topos na parede frontal. Os queimadores da camada inferior (2 peças) são instalados em 7.200 mm, da camada superior (2 peças) - em 10.200 mm. Os queimadores são projetados para combustão separada de gás e óleo combustível. Produtividade do queimador de gás 5200 nm 3 /hora. Acendimento da caldeira por meio de bicos mecânicos a vapor. Para regular a temperatura do vapor superaquecido, são instalados 3 estágios de injeção de condensado próprio.

O queimador de vórtice HF-TsKB-VTI-TKZ é um queimador de ar quente de fluxo duplo e consiste em um corpo, 2 seções de um redemoinho axial (central) e 1ª seção de um redemoinho de ar tangencial (periférico), um tubo de instalação central para um bocal de óleo e um dispositivo de ignição, tubos de distribuição de gás. As principais características técnicas calculadas (projeto) do queimador KhF-TsKB-VTI-TKZ são apresentadas na Tabela. 1.

Tabela 1.

Principais características técnicas calculadas (projeto)queimadores HF-TsKB-VTI-TKZ:

As características das direções de rotação do ar nos queimadores KhF-TsKB-VTI-TKZ são mostradas na Fig. 1. O diagrama do mecanismo de torção é mostrado na Fig. 2. A disposição dos tubos de exaustão de gases nos queimadores é mostrada na Fig. 3.

Figura 1. Esquema de numeração dos queimadores, rotações de ar nos queimadores e localização dos queimadores HF-TsKB-VTI-TKZ na parede frontal do forno das caldeiras TGM-84A nº 4,5 NkTES-1

Figura 2. Diagrama do mecanismo de rotação do ar nos queimadores das caldeiras HF-TsKB-VTI-TKZ TGM-84A NkTES-1

A caixa de ar quente do queimador é dividida em duas correntes. Um aparelho de turbilhonamento axial é instalado no canal interno e um turbilhonador tangencial ajustável é instalado no canal tangencial periférico.

Figura 3. Layout dos tubos de exaustão de gases nos queimadores HF-TSLB-VTI-TKZ das caldeiras TGM-84A NkTES-1

Durante os experimentos, foi queimado gás Urengoy com poder calorífico de 8.015 kcal/m 3. Metodologia estudo piloto baseia-se no uso de um método sem contato para medir fluxos de calor incidentes de uma tocha. Em experimentos, a magnitude do fluxo de calor que cai da tocha sobre as telas q a queda foi medida com radiômetro calibrado em laboratório.

As medições dos produtos de combustão não luminosos nos fornos das caldeiras foram realizadas sem contato por meio de um pirômetro de radiação do tipo RAPIR, que mostrava a temperatura de radiação. O erro na medição da temperatura real de produtos não luminosos na saída do forno a 1100°C usando o método de radiação para calibração do RK-15 com material de lente de quartzo é estimado em ± 1,36%.

Em geral, a expressão para o valor local do fluxo de calor incidente da tocha sobre as telas é q a queda pode ser apresentada como uma dependência da temperatura real da tocha T f na câmara de combustão e o grau de emissividade da tocha α f, segundo a lei de Stefan-Boltzmann:

q almofada = 5,67´10 -8 αf T f 4, W/m 2,

Onde: T f – temperatura dos produtos de combustão na tocha, K. O grau de emissividade de brilho da tocha α λ​f =0,8 foi tomado conforme recomendações.

O gráfico de dependência da influência da carga de vapor nas propriedades de radiação da tocha é mostrado na Fig. 4. As medições foram feitas a uma altura de 5,5 m através das escotilhas nº 1 e nº 2 da tela lateral esquerda. O gráfico mostra que com o aumento da carga de vapor da caldeira, observa-se um aumento muito forte nos valores dos fluxos de calor descendentes da tocha na área da tela traseira. Ao medir através de uma escotilha localizada mais próxima da parede frontal, observa-se também um aumento nos valores que caem da tocha para as telas de fluxo de calor com o aumento da carga. Porém, em comparação com os fluxos de calor na tela traseira, em valor absoluto, os fluxos de calor na área da tela frontal para cargas pesadas são em média 2...2,5 vezes menores.

Figura 4. Distribuição do fluxo de calor incidente q almofada de acordo com a profundidade do forno, dependendo da capacidade de vapor D até conforme medições através das escotilhas 1, 2 1º nível ao nível de 5,5 m ao longo da parede esquerda do forno para caldeira TGM-84A No. 4 NkCHP-1 com torção máxima de ar na posição das pás nos queimadores Z (a distância entre as escotilhas 1 e 2 é de 6,0 m com profundidade total do forno de 7,4 m):

Na fig. A Figura 5 mostra os gráficos da distribuição do fluxo de calor incidente q cai ao longo da profundidade do forno, dependendo da capacidade de vapor D k, conforme medições através das escotilhas nº 6 e nº 7 do 2º nível a uma cota de 9,9 m ao longo da parede esquerda do forno para a caldeira TGM-84A nº 4 NKTES com torção máxima de ar na posição das pás dos queimadores 3 em comparação com os fluxos de calor resultantes conforme medições através das escotilhas nº 1 e Nº 2 do primeiro nível.

Figura 5. Distribuição do fluxo de calor incidente q almofada de acordo com a profundidade do forno dependendo da produção de vapor D k conforme medições através das escotilhas nº 6 e nº 7 do 2º nível na elevação. 9,9 m ao longo da parede esquerda do forno para a caldeira TGM-84A nº 4 NKTETs com torção de ar máxima na posição das pás nos queimadores 3 em comparação com os fluxos de calor resultantes medidos pelas escotilhas nº 1 e nº 2 do primeiro nível (a distância entre as escotilhas 6 e 7 é igual a 5,5 m com uma profundidade total da fornalha de 7,4 m):

Designações para a posição dos redemoinhos de ar nos queimadores adotadas neste trabalho:

Z – torção máxima, O – sem torção, o ar flui sem torção.

Índice c – torção central, índice p – torção principal periférica.

A ausência de índice significa a mesma posição das lâminas para as torções central e periférica (ou ambas as torções na posição O ou ambas as torções na posição Z).

Da fig. A Figura 5 mostra que os maiores valores de fluxo de calor da tocha para as superfícies da tela de aquecimento ocorrem de acordo com medições através da escotilha nº 6 do segundo nível mais próximo da parede traseira do forno em torno de 9,9 m. , de acordo com medições feitas através da escotilha nº 6, o crescimento dos fluxos de calor da tocha ocorre a uma taxa de 2 kW/m2 para cada aumento de 10 t/h na carga de vapor, enquanto para o queimador nº 1 do primeiro nível em torno de 5,5 m, o aumento nos fluxos de calor da tocha para a tela traseira ocorre a uma taxa de 8 kW/m2 para cada aumento de 10 t/hora na carga de vapor.

O crescimento dos fluxos de calor caindo da tocha para a tela traseira, medido através da escotilha nº 1 na marca de 5,5 m do primeiro nível, com aumento na carga da caldeira TGM-84A nº 4 NKTETs para condições de a rotação máxima do ar nos queimadores ocorre 4 vezes mais rápida em comparação com o crescimento dos fluxos de calor perto da tela traseira em cerca de 9,9 m.

A densidade máxima de radiação térmica da tocha para a tela traseira, medida através da escotilha nº 6, é de 9,9 m, mesmo com a produção máxima de vapor da caldeira TGM-84A nº 4 NKTETs-1 420 t/hora para condições de torção máxima do ar nos queimadores (posição 3 da lâmina de torção) em média 23% maiores em comparação com a densidade de radiação da tocha na tela traseira no nível de 5,5 m medida através da escotilha nº 1.

Os fluxos de calor resultantes, obtidos a partir de medições a uma cota de 9,9 m através da escotilha nº 7 do segundo nível (mais próximo da tela frontal), com um aumento na carga de vapor da caldeira TGM-84A nº 4 NKHPP de 230 t/h a 420 t/h para condições máximas A rotação do ar nos queimadores (posição das lâminas giratórias 3) por cada 10 t/hora aumenta em 2 kW/m2, ou seja, como no caso acima mencionado, conforme medido através da escotilha nº 6 mais próxima da tela traseira a cerca de 9,9 m.

Um aumento nos valores dos fluxos de calor decrescentes, medidos através da escotilha nº 7 do segundo nível ao nível de 9,9 m, ocorre com um aumento na carga de vapor da caldeira TGM-84A nº 4 NKTETs de 230 t/h a 420 t/h para cada 10 t/h a uma taxa de 4,7 kW/m2, ou seja, 2,35 vezes mais lento em comparação com o crescimento dos fluxos de calor que caem da tocha, conforme medido através da escotilha nº 2 em cerca de 5,5 m.

As medições dos fluxos de calor que caem da tocha através da escotilha nº 7 a 9,9 m com uma carga de vapor da caldeira de 420 t/h praticamente coincidem com os valores obtidos nas medições através da escotilha nº 2 a 5,5 m para condições de rotação máxima do ar nos queimadores (posição das lâminas giratórias Z) da caldeira TGM-84A nº 4 NKTETs.

Conclusões.

1. O efeito na magnitude dos fluxos de calor da tocha das mudanças na torção axial (central) do ar nos queimadores, em comparação com a mudança na torção tangencial do ar nos queimadores, é pequeno e é mais perceptível em torno de 5,5 m ao longo da seção 2.

2. Os maiores fluxos medidos ocorreram na ausência de rotação de ar tangencial (periférica) nos queimadores e totalizaram 362,7 kW/m2, conforme medido através da escotilha nº 6 a 9,9 m a uma carga de 400 t/hora. Valores de fluxos de calor da tocha na faixa de 360 ​​... 400 kW/m 2 são perigosos quando o forno opera no modo de lançamento direto da tocha na parede do forno pelo lado do fogo devido à destruição gradual do forro interno.

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